Marine Engineering

fa بررسی اثرات ناشی از خستگی در اتصالات سکوی جک‌آپ در دریای‌خزر **Studying of Fatigue Effects in Jack up Tubular Joints in Caspian Sea سازه های فراساحلی Offshore Structure مقاله پژوهشي Research Paper تحلیل خستگی یکی از مهمترین بخشهای طراحی سازههای فراساحلی است. این تحلیل با توجه به وجود نیروهای متناوب ناشی از موج، جریانات دریایی، باد و غیره در محیط دریا از اهمیت ویژهای در طراحی اولیه برخوردار است. همچنین، در نظر گرفتن اثرات ناشی از خستگی، یکی از مؤلفههای مهم در تخمین عمر سکوها به شمار میرود. در این مقاله، در ابتدا و با در نظر گرفتن شرایط محیطی محل عملیات (دریای خزر) سکوی جکآپ ایرانخزر توسط نرمافزار ANSYS مدلسازی شده است. با توجه به آمارهای موجود از شرایط محیطی دریای خزر ارتفاع موج مشخصه برابر 12 متر و سرعت جریانات دریایی برابر 1 متر بر ثانیه در نظر گرفته شده است. به منظور مدلسازی اندرکنش خاک و سازه، از فنرهای الاستیکی استفاده گردیده که سختی آنها بر اساس آییننامه API در آبهای کمعمق استخراج شده است. پس از انجام تحلیل دینامیکی غیرخطی در تمامی جهتهای تابش موج، راستای موج غالب و اتصال بحرانی سکو مشخص شده است. این اتصال با درنظر گرفتن طول مؤثر عضوها و تکیهگاههای مناسب، مدلسازی شده و پس از اعمال بارهای سهگانه (نیروی محوری، لنگر خمشی درونصفحه و لنگر خمشی برونصفحه) تحت تحلیل خستگی قرار گرفته است. سپس، با در نظر گرفتن قانون ترکیب تنش ارائه شده توسط آییننامه API ، تنش نقطه حاد محاسبه شده و گره بحرانی نیز مشخص شده است. تحلیل خستگی برای این گره، با در نظر گرفتن دیاگرام S-N توصیه شده توسط آییننامه API انجام شده و خسارت سالیانه و در نهایت عمر تقریبی سکو بدست آمده است. در ادامه بر اساس روش توزیع تجمعی انرژی موج اثر راستاهای مختلف موج در تحلیل خسارت سالیانه اتصال بحرانی، مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این مقاله، سعی شده تا با سادهسازی محاسبات و نیز اعمال تقریبهای قابل قبول، روش آسانی به منظور یافتن اتصال بحرانی سکوی جکآپ پیشنهاد شده و سپس از روی تنش بحرانی در اتصالات این سکو عمر تقریبی آن را محاسبه کرد.  One of the important items in offshore structure design is fatigue analysis. Because of existence of periodic loads derived by wave, sea current, wind, etc. this analysis has become one of the major analysis in basic design. Estimation of structure’s life that is generated from fatigue analysis is more important in operation of the offshore unit. In this paper according to the environmental conditions of Caspian Sea, a jack up was modeled by use of ANSYS. According to available statistics of this specified region the wave by 12 m significant height and sea current by the speed of 1 (meter/second) is exerted on the structure. API rules are considered in modeling of soil and spudcan interaction and the stiffness of the elastic springs also selected by this standard. After that, nonlinear dynamic analysis has been carried out for all directions of wave motion so that the dominant wave direction and critical joint has been detected. This critical joint has been modeled by considering the effective length of members and appropriate support condition. The design loads (axial loads, out-of- plane bending, in-plane bending) have been exerted, and Hot Spot Stress “HSS” which had calculated by API formula has provided for stress combination in order to indicate the critical node. After that fatigue analysis has been done for this node by considering S-N curves in API recommendation. Finally the roughly life of the jack up rig has been determined. In addition to that analysis the effect of fatigue damage in each wave direction has been investigated and compared by using wave-energy distribution method. In this paper we try to generate a simple method for detecting the critical joint in order to calculate the structure’s life approximately. جکآپ, تحلیل دینامیکی, خستگی, اتصال بحرانی, خسارت سالیانه Jack Up, Dynamic Analysis, Fatigue, Critical Joint, Annual Damage 15 26 http://marine-eng.ir/browse.php?a_code=A-10-1-43&slc_lang=fa&sid=1 Ali Yaghtin علی یقطین 10031947532846002470 10031947532846002470 No Sharif University of Technology دانشگاه صنعتی شریف Hassan Sayadi حسن صیادی 10031947532846002471 10031947532846002471 Yes Sharif University of Technology دانشگاه صنعتی شریف